第9章 家庭用电 第4节 家庭生活自动化、智能化 课件+教案+素材
展开4. 家庭生活自动化、智能化
【教学目标】
一、知识与技能
了解家庭生活自动化、智能化的有关知识.
二、过程与方法
通过学习，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力
三、情感、态度与价值观
通过学习，使学生体会物理与生活的密切相关，使学生认识到科学技术在人们生活中的巨大作用，进而形成正确的科学观、技术观.
【教学重点】家庭生活自动化、智能化的有关知识.
【教学难点】引导学生认识到物理对人类生活的巨大推进作用.
【教学方法】自学讨论法
【教具准备】多媒体
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师：引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师：可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
提前一周的时间布置给学生一个作业:搜集整理有关家庭生活自动化的一些案例.（楼道声光控开关、电冰箱及饮水机的温控开关等）.请各个小组按顺序汇报成果，大家进行信息交流.汇报完毕后教师进行总结与补充.
师：楼道声光控开关的工作原理是怎样的？
【进行新课】
教学探究点1 自动控制
1.声光控开关
师：声光控开关必须同时具备两个条件，有声音、无光才起作用.从声光控开关的结构上分析，开关面板表面装有光敏二极管（即光控开关），内部装有柱极体话筒（即声控开关).而光敏二极管，只有在黑暗时才起到作用，也就是说当天色变暗到一定程度，光控开关闭合，这时在楼梯口等处只要有响声出现，这时声光控制开关电路闭合.因为必须要二个条件同时存在，声光控开关才起作用.
师：那这两个开关在电路中应怎样连接？并画出简单的声光控灯电路图
生:声光控开关应串联在火线与灯泡之间.
2.红外线开关
红外线感应开关的探头和感应线路有延时功能，所以说它的特点是对移动物体而言，相对静止状态时，红外线开关效果并不理想.所以说红外线开关同样适用于安装在楼道、厨房和卫生间.
教学探究点2 家庭生活智能化
PPT展示：如图甲是HG2002型台式饮水机结构剖面示意图，控体A与阀门C固定相连，当A恰好浸没时阀门C关闭，未浸没时，此时C略有下降，桶内水流入控水槽.图乙是饮水机的温控电路，水沸腾前温控开关1和2闭合，才会使红灯亮、绿灯灭、加热管工作;水沸腾后两开关同断开，才会使绿灯亮、红灯不亮（此时L绿与L红串联，绿灯电阻远大于红灯电阻，所以绿灯实际功率远大于红灯实际功率，红灯不亮），加热管不工作.
师：请同学们阅读课本相关内容，了解家庭生活智能化
【教师结束语】
本节课我们了解了物理知识在现代家庭生活自动化、智能化中起到举足轻重的作用，学好物理，努力创新，让未来的生活更加舒适与梦幻.
【课后作业】
完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节内容.
家庭实验室
制作一只会叫的电子鸟
这里介绍的是一台光控式“电子鸟”．将它放在窗台上，天亮时就会发出阵阵婉转悦耳的鸣叫声，提醒你：天亮了，该起床啦！
（1）工作原理
电子鸟的电路如图所示．它主要采用了模拟鸟的鸣叫声专用集成电路芯片Ａ，所产生的鸟的鸣叫声十分逼真，可以达到以假乱真的地步。
光敏电阻器RL和微调电阻器RP组成光控电路，它对Ａ起光触发作用．天亮时，RL受光线照射，其内阻仅为数千欧，Ａ的触发端TG通过它从电源正极获得高电平（＞1/2VDD＝1.5V），Ａ受触发从输出端反复输出内部储存的模拟鸟的鸣叫声电信号，经晶体三极管VT功率放大后，推动扬声器B发出鸟的鸣叫声；天黑时，RL因无光照，其内阻增大到200kΩ以上，A失去合适触发信号，不工作，B亦不会发声．
电路中，RP用来调节光控灵敏度．实际上Ａ的触发电平高低由RL和RP对电源G的分压决定，在RP调定的情况下，RL接受光线多少将直接决定A获得的触发电平高低．
（2）元器件选择
Ａ选用HFC1500系列集成电路中内储鸟的鸣叫声的模拟声芯片．该芯片采用软包封装，小印制板尺寸为20mm×12mm，使用很方便．VT选用9031或3DG12，3DX201型硅ＮPＮ晶体三极管，要求电流放大系数β＞100．RL宜选用MG44－02型塑料树脂封装光敏电阻器，它的外形及符号表示如下图所示．这种光敏电阻器的管芯由陶瓷基片构成，在上面涂有硫化镉多晶体并经烧结制成，由于管芯怕潮湿，所以在其表面涂上了一层防潮树脂，它的受光面就是其顶部有曲线花纹的端面．RL也可用其他亮阻小于2kΩ，暗阻大于200kΩ的普遍光敏电阻器来代替．
RP可用普通WH7－B或WH124－2型微调电阻器．B用Φ27mm×9mm或Φ29mm×9mm、８Ω、0．1W超薄微型动圈式扬声器，以减小体积、方便安装．ＳＡ用小型单刀单掷开关．G用两节５号干电池串联而成，电压3Ｖ．
（3）制作与使用
整个电路以Ａ芯片为基板进行焊接，无需另外再设计制作电路板．焊接时要特别注意的是，因为所用模拟声集成电路Ａ是典型的ＣMＯＳ电路，所以电烙铁外壳必须要有良好的接地，也可拔去电烙铁的电源插头利用烙铁余热焊接，这样就可避免集成电路被交流感。
应电压击穿，而造成永久性损坏．焊接用的电烙铁功率要小于30W，每个焊点焊接时间不要超过2ｓ；助焊剂宜用普通松香，不能用焊油或焊膏．
全部电路装入一个体积合适的扁圆形塑料盒（如护肤霜空盒）内，盒面板开孔固定光敏电阻器RL和电源开关ＳＡ，并为扬声器B开出释音孔．电路盒上面还要固定一只小鸟造型的工艺品或儿童塑料玩具，以起到装饰美化作用．制作成功的电子鸟外形如下图所示
此电路调试很简单：在天刚放亮需要鸟鸣的环境条件下，由小往大缓慢调节微调电阻器RP的阻值，直到使扬声器B刚好发声为止．如果电路在调节或使用时产生自激振荡，可通过在集成电路Ａ的电源端跨接一只22μＦ～47μＦ的电解电容器（正极接ＶDD，负极接ＶＳＳ）来加以排除．
使用时，将电子鸟放置在窗台上易接受外界自然光线的地方，在晚上临睡觉前闭合电源开关ＳＡ．第二天清晨，鸟鸣器便会自动发出鸟叫声，直到主人起床后切断开关ＳＡ为止．
自我评价
1．（1）光声控楼道灯，具有光自动控制和声自动控制功能．（2）电冰箱、空调，具有自动控温功能和定时功能．（3）全自动洗衣机，具有自动加水、排水、洗涤时间预约等功能．
2．微电脑微波炉，具有温度自动控制、功率自动切换和自动报警功能．
3．最简单的是电饭煲，煮饭到达预定时间后自动切断电源．最巧妙的是光声控楼道灯，当光线太暗且有较大声音时自动闭合电路，一定时间后，自动切断电路．
本文主要通过学生搜集整理资料，进而了解生活中有关物理知识.体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程改革理念.
